[發(fā)明專利]用于實(shí)心層壓加強(qiáng)板的層片堆疊

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010868189.1
• 申請(qǐng)日: 2020-08-26
• 公開（公告）號(hào): CN112429193A
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·程
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 波音公司
• 主分類號(hào): B64C1/12
• 分類號(hào): B64C1/12;B64F5/10
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 董志勇

本發(fā)明的名稱是用于實(shí)心層壓加強(qiáng)板的層片堆疊。復(fù)合板包括多個(gè)段，其中每個(gè)段包括多個(gè)增強(qiáng)層片，諸如碳纖維層片。每個(gè)增強(qiáng)層片內(nèi)的準(zhǔn)直纖維帶(例如，碳纖維)以單一方向取向，該方向可以是例如0°、45°、90°和?45°。每個(gè)段可包括增強(qiáng)層片的堆疊，其中每個(gè)增強(qiáng)層片的準(zhǔn)直纖維帶以這些方向之一取向。形成堆疊中的增強(qiáng)層片的準(zhǔn)直纖維帶的取向確定堆疊的剛度以及包括堆疊的段的剛度。控制每個(gè)段的剛度以減少形成復(fù)合板的相鄰段之間的剛度不匹配，從而減少使用期間段的分離。

技術(shù)領(lǐng)域

一般而言，本教導(dǎo)涉及諸如用于制造飛機(jī)或其它制品的復(fù)合板的結(jié)構(gòu)部件，并且更具體地涉及復(fù)合結(jié)構(gòu)部件組件及其形成方法。

背景技術(shù)

飛機(jī)的機(jī)身、機(jī)翼、機(jī)尾、尾翼等可以使用諸如連接到支撐框架的實(shí)心層壓桁條的復(fù)合板進(jìn)行制造。復(fù)合板可包括外蒙皮和內(nèi)部層壓板，其中內(nèi)部層壓板至少部分地形成桁條。蒙皮和內(nèi)部層壓板可各自由與熱塑性樹脂粘合劑或基質(zhì)(稱為預(yù)浸料)粘合的多個(gè)碳纖維層或?qū)悠纬伞?fù)合板的蒙皮被暴露，并在使用期間提供飛機(jī)的外表面。復(fù)合板必須能夠抵抗應(yīng)力和應(yīng)變的損壞，該應(yīng)力和應(yīng)變是由例如在使用期間置于復(fù)合板上的氣動(dòng)載荷和溫度變化引起的。這些應(yīng)力和應(yīng)變可導(dǎo)致復(fù)合板在使用期間折曲、彎曲、扭曲、擴(kuò)展、收縮等，并且隨著時(shí)間推移，可導(dǎo)致碳纖維層片的分層或其它損壞。

在使用期間更能抵抗由置于復(fù)合板上的應(yīng)力和應(yīng)變?cè)斐傻膿p壞的復(fù)合板將是本領(lǐng)域中令人歡迎的。

發(fā)明內(nèi)容

以下呈現(xiàn)簡(jiǎn)化的發(fā)明內(nèi)容，以便提供對(duì)本教導(dǎo)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施的一些方面的基本理解。該發(fā)明內(nèi)容不是廣泛的概述，也不旨在鑒定本教導(dǎo)的關(guān)鍵或重要要素，也不旨在描繪本公開的范圍。而是，其主要目的僅僅是以簡(jiǎn)化形式呈現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)概念，作為稍后呈現(xiàn)的具體實(shí)施方式的序言。

在實(shí)施中，復(fù)合板包括復(fù)合板段，其可包括沿著該段的長(zhǎng)度和寬度布置的多個(gè)碳纖維層片，其中該復(fù)合板段的長(zhǎng)度具有縱軸。多個(gè)碳纖維層片被層疊成碳纖維堆疊，該碳纖維堆疊提供復(fù)合板段的厚度的至少一部分，并且包括至少8個(gè)碳纖維層片。碳纖維堆疊的每個(gè)碳纖維層片具有剛度，其中每個(gè)碳纖維層片的剛度由每個(gè)碳纖維層片內(nèi)的碳纖維相對(duì)于縱軸的取向來確定。碳纖維堆疊的多個(gè)碳纖維層片具有相對(duì)于縱軸的多個(gè)不同的取向，并且因此，碳纖維堆疊的多個(gè)碳纖維層片可包括多個(gè)不同的剛度。碳纖維堆疊的多個(gè)碳纖維層片的不同取向通過復(fù)合板段的厚度圍繞碳纖維堆疊的中點(diǎn)是自對(duì)稱的或基本上自對(duì)稱的(mostly self-symmetric)，其中該中點(diǎn)平行于縱軸，其中，當(dāng)基本上自對(duì)稱時(shí)，不同的取向在不超過兩個(gè)碳纖維層片中自對(duì)稱不同。

任選地，復(fù)合板段的縱軸可以取向?yàn)?°，并且多個(gè)碳纖維層片的不同取向包括相對(duì)于復(fù)合板段的縱軸的0°、45°、90°和-45°。碳纖維堆疊的多個(gè)碳纖維層片的不同取向可以通過復(fù)合板段的厚度是自對(duì)稱的。此外，復(fù)合板段可以是位于基部段和頂部段之間的中間段，并且多個(gè)碳纖維層片中的46％至58％可以取向?yàn)?°。中間段可具有約11.4兆磅(megapound)/平方英寸(msi)至約13.4msi的軸向彈性模量。另外，中間段可具有約0.38至0.50的泊松比。

在實(shí)施中，碳纖維堆疊的多個(gè)碳纖維層片可包括多個(gè)可重復(fù)分組的碳纖維層片，其中碳纖維層片的每個(gè)可重復(fù)組被重復(fù)2、4或6次。碳纖維堆疊的多個(gè)碳纖維層片的不同取向可以通過復(fù)合板段的厚度是基本上自對(duì)稱的。碳纖維堆疊可包括至少16個(gè)碳纖維層片。